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Die Erfindung betrifft eine Gassackabdeckung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung nach Anspruch 8.
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Insbesondere bei Fahrer-Frontgassackmodulen, welche im Nabenbereich des Lenkrads angeordnet sind, ist es bekannt, an der Gassackabdeckung, welche den Gassack im Normalzustand gegen den Innenraum des Kraftfahrzeuges abgrenzt, ein Emblem, insbesondere in Form eines Firmenlogos des Kraftfahrzeug-Herstellers, vorzusehen. Hierbei ist das Emblem häufig ein Teil eines separaten Emblemelements, welches an einem Abdeckelement angeordnet ist. Da dieses Emblem in der Regel zentral auf der Lenkradnabe angeordnet sein soll, dient der Bereich des Abdeckelements, auf welchem das Emblem angeordnet ist, häufig als Austrittstür für den Gassack. Dies hat zur Folge, dass auf den Bereich der Gassackabdeckung, auf dem sich das Emblem befindet, bei Entfaltung des Gassackes hohe Beschleunigungskräfte wirken. Das Emblemelement muss dementsprechend fest mit dem Abdeckelement verbunden sein, um ein Ablösen im Falle eines Unfalls sicher auszuschließen. Da sich die Austrittstür natürlich möglichst rasch öffnen soll, besteht an das Emblemelement die weitere Forderung einer möglichst geringen zu beschleunigenden Masse.
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Um beide Forderungen gleichermaßen gut befriedigen zu können, ist in der
DE 10 2008 005 419 B3 eine gattungsgemäße Gassackabdeckung mit einem Emblemelement vorgeschlagen worden, welche wie folgt aufgebaut ist: Die Gassackabdeckung weist ein aus einem elastischen Material bestehendes Abdeckelement mit einer eine erste Oberfläche aufweisenden Kontaktlage und einer sich von der Kontaktlage weg erstreckenden rohrförmigen Ausstülpung. Unterhalb der Kontaktlage ist ein Verstärkungselement mit wenigstens einer Ausnehmung, in der sich die sich die rohrförmige Ausstülpung befindet, angeordnet. Am Abdeckelement ist ein Emblemelement mit einem auf der ersten Oberfläche angeordneten, sichtbaren Emblemabschnitt und wenigstens einem sich vom Emblemabschnitt durch die rohrförmigen Ausstülpung erstreckenden Befestigungsstift angeordnet. Das dem Emblemabschnitt abgewandtes Ende des Befestigungsstifts liegt ausschließlich an der elastischen rohrförmigen Ausstülpung an und ist als verdickter Kopf ausgebildet, dessen Durchmesser größer als der Innendurchmesser der rohrförmigen Ausstülpung ist. Somit berührt das Emblemelement ausschließlich das elastische Abdeckelement, welches durch seine elastische Deformierbarkeit die auftretenden Beschleunigungskräfte abfedert, wodurch Kraftspitzen, welche zu einem Bruch des Befestigungsstifts führen könnten, reduziert werden. Aus diesem Grunde können die Befestigungsstifte recht dünn und somit mit geringer Masse ausgebildet werden.
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Die Herstellung dieser Gassackabdeckung ist wie folgt: Zunächst wird das Verstärkungselement am Abdeckelement angeordnet und beispielsweise verklebt und anschließend wird das Emblemelement am Abdeckelement derart angeordnet, dass der Emblemabschnitt auf der ersten Oberfläche der Kontaktlage aufliegt und sich die Befestigungsstifte des Emblemelementes jeweils durch eine rohrförmige Ausstülpung des Abdeckelementes erstrecken. In einem abschließenden Verfahrensschritt werden die Enden der Befestigungsstifte thermisch umgeformt, so dass sie den verdickten Kopf ausbilden.
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Auch wenn die dort beschriebene Gassackabdeckung das gestellte Problem vollständig löst, so ist der relativ große Herstellungsaufwand doch nachteilig.
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Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine gattungsgemäße Gassackabdeckung dahingehend weiterzubilden, dass sie unter Beibehaltung ihrer günstigen Eigenschaften hinsichtlich der zu beschleunigenden Masse und der Betriebssicherheit rationeller herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Gassackabdeckung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß erstreckt sich die wenigstens eine rohrförmige Ausstülpung über die Ausnehmung des Verstärkungselements hinaus und weist einen außerhalb der Ausnehmung des Verstärkungselementes liegenden Endabschnitt auf, welcher einen vergrößerten Außendurchmesser zeigt. Durch diese Struktur wird eine Art doppelte Verrastung zwischen den drei beteiligten Bauelementen erzielt, wobei sich das Verstärkungselement und das Emblemelement gegenseitig am Abdeckelement sichern. Hierdurch wird sowohl ein Verkleben oder dergleichen des Verstärkungselementes am Abdeckelement als auch eine thermische Umformung der Enden der Befestigungsstifte des Emblemelementes überflüssig, was zur erwünschten Rationalisierung des Herstellungsverfahrens führt. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Gassackabdeckung hinsichtlich geringer Masse und Betriebssicherheit bleiben vollständig erhalten.
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Da, wie dies eben dargestellt wurde, durch die erfindungsgemäße Verbesserung plastische Umformungsprozesse bei der Montage vermieden werden können und sollen, ist es erforderlich, dass wenigstens ein Bauteil während der Montage zumindest abschnittsweise elastisch deformiert wird. Diese Aufgabe übernimmt vorzugsweise die wenigstens eine rohrförmige Ausstülpung, wozu sie vorzugsweise nach Anspruch 2 wenigstens einen Längsschlitz, vorzugsweise mehrere Längsschlitze, aufweist, um die notwendige elastische Deformation zu ermöglichen beziehungsweise zu erleichtern.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren ist im Anspruch 8 angegeben. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Emblemelement am Abdeckelement und anschließend das Verstärkungselement am Abdeckelement angeordnet wird.
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Die Erfindung wird nun anhand von zwei Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 einen schematisierten Schnitt durch ein Abdeckelement, ein Verstärkungselement und ein Emblemelement vor dem Durchführen des ersten Montageschrittes,
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2 das in 1 Gezeigte nach Durchführen des ersten Montageschrittes,
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3 die fertig montierte Gassackabdeckung, welche aus den in der 1 gezeigten drei Bauelementen besteht,
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4 einen Schnitt entlang der Ebene A-A aus 3,
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5 eine Variation zu dem eben gezeigten Ausführungsbeispiel, wobei nur ein Teil der Gassackabdeckung gezeigt ist, welche dem Detail D in 3 entspricht,
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6 das in 5 Gezeigte in einer Situation, wie sie bei der Expansion des Gassacks, welcher von der Gassackabdeckung abgedeckt wird, auftreten kann und
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7 bis 9 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einer den 1 bis 3 entsprechenden Darstellung.
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Die 1 zeigt sämtliche Bauelemente einer erfindungsgemäßen Gassackabdeckung in einer schematisierten Schnittdarstellung. Insbesondere kann diese Gassackabdeckung der Nabenbereich eines Fahrzeuglenkrades, aber auch ein Abschnitt der Armaturentafel sein. Das Hauptelement der Gassackabdeckung ist das Abdeckelement 10, welches zumindest teilweise aus einem Kunststoff mit einer gewissen Elastizität, beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis (sogenanntes TPO), besteht, so dass die Oberfläche des Abdeckelementes 10 relativ weich ist, wie dies für die entsprechenden Innenraumelemente eines Kraftfahrzeuges erwünscht ist. In dem hier interessierenden Bereich weist das Abdeckelement 10 eine Kontaktlage 12 mit einer ersten Oberfläche 12a und einer zweiten Oberfläche 12b auf, wobei die erste Oberfläche 12a in Richtung des Innenraums des Kraftfahrzeuges und die zweite Oberfläche 12b in Richtung des zusammengefalteten Gassackes, welcher hier nicht dargestellt ist, weist. Von dieser Kontaktlage 12 erstreckt sich wenigstens eine rohrförmige Ausstülpung – im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei rohrförmige Ausstülpungen 14 – von der zweiten Oberfläche 12b weg, im Wesentlichen in Richtung des hier nicht dargestellten Gassackes. Die rohrförmigen Ausstülpungen 14 weisen jeweils einen ersten Abschnitt 16 und einen sich hieran anschließenden, sich gegenüber dem ersten Abschnitt 16 sprungartig verbreiternden Endabschnitt 18 auf. Diese – vorzugsweise sprungartige – Verbreiterung der rohrförmigen Ausstülpung 14 beim Übergang vom ersten Abschnitt 16 zum Endabschnitt 18 ist ein wesentlicher Aspekt der Erfindung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind sowohl der erste Abschnitt 16 als auch der Endabschnitt 18 jeweils leicht konisch geformt, so dass es nicht notwendigerweise der Fall sein muss, dass der Endabschnitt 18 an jeder Stelle einen größeren Außendurchmesser hat als der erste Abschnitt 16. Wichtig ist nur die Zunahme des Durchmessers beim Übergang vom ersten Abschnitt 16 zum Endabschnitt 18. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Zunahme des Außendurchmessers im gezeigten Ausführungsbeispiel sprungartig, so dass sich hier eine Rastfläche 18a ergibt, welche im Wesentlichen in derselben Richtung orientiert ist wie die erste Oberfläche 12a.
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Da das Abdeckelement 10 – zumindest im hier interessierenden Bereich – einstückig aus einem Material hergestellt ist, weisen auch die rohrförmigen Ausstülpungen 14 eine gewisse Elastizität auf. Die Wandungen der rohrförmigen Ausstülpungen 14 weisen mehrere Längsschlitze 16 – im gezeigten Ausführungsbeispiel vier Stück (wie man später mit Bezug auf die 4 noch besser sehen wird) – auf, welche sich jedoch nicht bis zur vordersten Kante des Endabschnittes 18 erstrecken. Es wäre in anderen Ausführungsformen jedoch auch möglich, Längsschlitze 16 vorzusehen, die sich bis zur vordersten Kante des Endabschnitts 18 erstrecken, also vorne offen sind. Die Innenwand jeder rohrförmigen Ausstülpung 14 ist über den größten Teil der Länge der rohrförmigen Ausstülpungen 14 zylindrisch.
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Ein weiteres Bauteil der Gassackabdeckung 5 ist das Verstärkungselement 20, welches im ersten gezeigten Ausführungsbeispiel die Form einer ebenen Platte mit zwei zueinander parallelen Oberflächen hat. In diesem Ausführungsbeispiel kann das Verstärkungselement 20 insbesondere aus einem Hartkunststoff bestehen. Das Verstärkungselement 20 weist wenigstens so viele Ausnehmungen auf, wie das Abdeckelement 10 rohrförmigen Ausstülpungen 14 hat, im gezeigten Ausführungsbeispiel also zwei Stück. Die Dicke des Verstärkungselementes 20 entspricht im Wesentlichen der Länge der ersten Abschnitte 16 der rohrförmigen Ausstülpungen 14 und die Innenflächen der Durchbrechungen 22, welche hier als Ausnehmungen dienen, folgen der Form der Außenflächen der rohrförmigen Ausstülpungen 14, sind hier also ebenfalls leicht konisch.
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Das dritte Element ist das Emblemelement 30, welches aus einem Emblemabschnitt 32 und Befestigungsstiften 34 – in gezeigtem Ausführungsbeispiel zwei Stück – besteht. Der Emblemabschnitt 32 kann beispielsweise das Logo des Fahrzeugherstellers zeigen. Das Emblemelement 30 kann grundsätzlich aus beliebigen Werkstoffen wie Kunststoffen oder Metall gefertigt sein, ist in der Regel jedoch vorzugsweise ein einstückiges Kunststoffelement aus einem starren Kunststoff. Jeder Befestigungsstift 34 weist einen Mittelabschnitt 36, dessen Länge im Wesentlichen der Länge der ihm zugeordneten rohrförmigen Ausstülpung 14 entspricht, und einen gegenüber dem Mittelabschnitt 36 verdickten Kopf 38 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Mittelabschnitte 36 Zylinder; eine leicht konische Form wäre jedoch auch hier denkbar. Der Außendurchmesser der Mittelabschnitte 36 der Befestigungsstifte 34 entspricht dem Innendurchmesser der rohrförmigen Ausstülpungen 14, der Außendurchmesser jedes verdickten Kopfes 38 ist größer als der Innendurchmesser der rohrförmigen Ausstülpungen 14 und kleiner als der kleinste Durchmesser der Durchbrechungen 22 des Verstärkungselementes 20.
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Die Montage der Gassackabdeckung aus den eben beschriebenen drei Elementen ist sehr einfach und lässt sich unmittelbar den 1 bis 3 entnehmen: Zunächst wird das Emblemelement 30 derart am Abdeckelement 10 angeordnet, dass die Befestigungsstifte 34 durch die rohrförmigen Ausstülpungen 14 gesteckt werden, bis die Unterseite des Emblemabschnittes 32 im Wesentlichen an der ersten Oberfläche 12a der Kontaktlage 12 anliegt, wobei hier ein gewisses Spiel bestehen kann. In diesem Zustand ragen die verdickten Köpfe 38 der Befestigungsstifte 34 aus den rohrförmigen Ausstülpungen 14 heraus. Dieser Montageschritt erfolgt unter einer leichten elastischen Deformation der rohrförmigen Ausstülpungen 14, da die verdickten Köpfe 38 der Befestigungsstifte 34 einen größeren Außendurchmesser als die Innendurchmesser der rohrförmigen Ausstülpungen 14 haben. In dem in 2 gezeigten Zustand ist somit das Emblemelement 30 am Abdeckelement 10 verrastet.
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Im nächsten Verfahrensschritt, wie er in 3 dargestellt ist, wird das Verstärkungselement 20 ebenfalls am Abdeckelement 10, nämlich an den Rastflächen 18a der Endabschnitte 18 verrastet. Für eine zusätzliche Verrastung können die ebenfalls dargestellten weiteren Rastflächen 19a weiterer Ausstülpungen 19 dienen. Die Verrastung des Verstärkungselementes 20 am Abdeckelement 10 hält zum einen das Verstärkungselement am Abdeckelement 10, verstärkt aber auch die Verrastung des Emblemabschnittes 32 am Abdeckelement 10 und sichert dieses dagegen, sich auch bei starken Beschleunigungen vom Abdeckelement zu lösen. Im Gegenzug sichern die starren Befestigungsstifte 34, welche jeweils eine starre Füllung der rohrförmigen Ausstülpungen 14 bilden, die Verrastung des Verstärkungselementes 20. Es liegt somit eine doppelte, sich wechselseitig sichernde Verrastung vor. Auch die Verrastung des Verstärkungselementes 20 erfolgt unter elastischer Deformation der rohrförmigen Ausstülpungen 14, welche durch die Längsschlitze 16a erleichtert beziehungsweise erst ermöglicht wird.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgen die beiden Verrastungen in zwei entgegengesetzten Richtungen. Dies ist zwar im Allgemeinen zu bevorzugen, jedoch nicht zwingend: Sofern die Ausnehmungen geeignet geformt sind, beispielsweise als Randausnehmungen, kann die Rastbewegung des Verstärkungselementes 20 beispielsweise auch in einer Bewegung senkrecht zur Zeichenebene erfolgen. Bei einer geeigneten schlüssellochförmigen Ausgestaltung der Durchbrechungen kann die zweite Rastbewegung auch eine Drehbewegung sein, so dass die Verrastung des Verstärkungselementes 20 nach Art eines Bajonettverschlusses erfolgt.
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Die 4 zeigt einen Schnitt entlang der Ebene A-A aus 3. Man erkennt hier gut die Längsschlitze 14a in den rohrförmigen Ausstülpungen 14.
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Die 5 zeigt eine leichte Variation zum eben Gezeigten, wobei nur das Detail D aus 3 dargestellt ist. Der Unterschied zu dem in 3 Gezeigten ist hier, dass das Verstärkungselement 20 im Bereich der Durchbrechung 22 einen Absatz hat, welcher im Sinne dieser Anmeldung nicht als zur Durchbrechung zählend betrachtet wird, so dass auch hier der Endabschnitt 18 der rohrförmigen Ausstülpungen 14 außerhalb der Durchbrechung liegt. Im Übrigen ist die Gassackabdeckung wie oben beschrieben ausgestaltet.
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Die 6 zeigt nun die Situation, welche auftreten kann, wenn große Beschleunigungskräfte auf die Gassackabdeckung wirken. Im Falle, dass die Kräfte derart sind, dass sie in eine Richtung gehen, welche das Emblemelement 30 vom Abdeckelement 10 in Richtung R wegzureißen versuchen, so werden die rohrförmigen Ausstülpungen 14 elastisch gestaucht, was zu einer drastischen Reduktion der Kräfte innerhalb der Befestigungsstifte 34 führt (wie im Stand der Technik auch) und ein Abbrechen dieser Befestigungsstifte sicher verhindert.
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Die 7 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel entsprechend den Darstellungen 1 bis 3. Der Unterschied ist hier, dass das Verstärkungselement 20 keine ebene Platte, sondern ein Element, insbesondere ein Blechbiegeteil, mit einer sehr geringen Wandstärke ist, wobei das Verstärkungselement 20 im Bereich der Durchbrechungen 22 zu Domen 23 geformt ist, welche sich von der Kontaktlage 14 weg erstrecken. Montage- und Funktionsweise sind identisch zum oben Beschriebenen.
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Bezugszeichenliste
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- 5
- Gassackabdeckung
- 10
- Abdeckelement
- 12
- Kontaktlage
- 12a
- erste Oberfläche
- 12b
- zweite Oberfläche
- 14
- rohrförmige Ausstülpung
- 14a
- Längsschlitz
- 16
- erster Abschnitt
- 18
- Endabschnitt
- 18a
- Rastfläche
- 19
- weitere Ausstülpung
- 19a
- weitere Rastfläche
- 20
- Verstärkungselement
- 22
- Durchbrechung
- 23
- Dom
- 30
- Emblemelement
- 32
- Emblemabschnitt
- 34
- Befestigungsstift
- 36
- Mittelabschnitt
- 38
- verdickter Kopf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008005419 B3 [0003]
